Nuevo avance: evitar la liberación de oxígeno prolonga la vida útil de las baterías

MadridUn nuevo descubrimiento científico ha resuelto un gran desafío para el futuro de las baterías de ion-litio al mejorar la estabilidad entre el cátodo y el electrolito. Investigadores de POSTECH han desarrollado una técnica para prolongar la vida útil de los materiales de óxido en capas ricos en litio. Estos materiales son prometedores como nuevos tipos de cátodos para baterías. Al evitar la liberación de oxígeno durante los ciclos de carga y descarga, han logrado aumentar la duración de la batería sin afectar su capacidad energética. Este avance podría llevar a baterías más duraderas en dispositivos como autos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.
La investigación demuestra que las modificaciones en el electrolito han mejorado notablemente la estabilidad del material LLO. Al resolver el problema de las emisiones de oxígeno, que anteriormente causaban daños significativos a las baterías, los investigadores han logrado aumentar la capacidad de retención de energía.
Puntos claves del estudio incluyen:
- Mejora de la interfaz entre el cátodo y el electrolito para reducir la liberación de oxígeno.
- Una retención de energía del 84.3% después de 700 ciclos de carga.
- Reducción significativa de reacciones no deseadas como la descomposición del electrolito.

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Estos hallazgos representan un avance importante, con la posibilidad de modificar los estándares de la industria para el rendimiento y la duración de las baterías. Las baterías de iones de litio actuales, que emplean una gran cantidad de níquel y cobalto, enfrentan inconvenientes como la pérdida de capacidad y voltaje con el tiempo. Cambiar a óxidos en capas con exceso de litio ofrece una solución más económica y sostenible al requerir menos de estos materiales escasos.
Investigadores utilizaron radiación sincrotrón, un método eficaz para obtener imágenes detalladas, para identificar diferencias clave entre la estabilidad de la superficie y el interior de un cátodo de batería. Este descubrimiento es esencial para desarrollar materiales de batería más duraderos. Sugiere que al mejorar la estabilidad de la superficie, podríamos aumentar significativamente la vida útil y el rendimiento de las baterías.
Estos descubrimientos podrían influir en el desarrollo de materiales de cátodo en el futuro. A medida que las economías buscan tecnologías más ecológicas y sostenibles, estos avances podrían facilitar el acceso a vehículos eléctricos y almacenamiento de energía renovable. La investigación destaca al LLO como una opción líder para mejorar el rendimiento y la sostenibilidad de las baterías de iones de litio, abriendo el camino para futuros progresos en el campo.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1039/D4EE02329Cy su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Gukhyun Lim, Min Kyung Cho, Jaewon Choi, Ke-Jin Zhou, Dongki Shin, Seungyun Jeon, Minhyung Kwon, A-Re Jeon, Jinkwan Choi, Seok Su Sohn, Minah Lee, Jihyun Hong. Decoupling capacity fade and voltage decay of Li-rich Mn-rich cathodes by tailoring surface reconstruction pathways. Energy & Environmental Science, 2024; 17 (24): 9623 DOI: 10.1039/D4EE02329C

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